Эквивалентная масса воды: ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА

Содержание

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

Методы определения.
Кратные эквивалентные массы.
Электрохимический эквивалент.
Эквивалентные массы соединений.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА (химический эквивалент). Эквивалентная масса элемента — это масса 1 эквивалента элемента; эквивалентом элемента называют такое его количество, которое реагирует с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. При образовании соединений элементы взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентным массам или величинам, кратным этим массам. Для численного выражения эквивалентных масс необходим эталон; в качестве такого эталона приняты атомная масса водорода или ее эквивалент, например атомная масса хлора (Cl^–), 1/2 атомной массы кислорода (O^2–) или 1/3 атомной массы алюминия (Al³⁺). Таким образом, эквивалентная масса элемента равна его атомной массе, деленной на его валентность или степень окисления. В настоящее время атомные массы указывают в единицах, отнесенных к массе изотопа углерода с массовым числом 12; этому изотопу приписана масса 12,0000. Тогда атомная масса водорода будет равна 1,00797, хлора – 35,453, кислорода – 15,9994, алюминия – 26,9815. Следовательно, эквивалентная масса элемента – это масса, которая может химически соединяться или замещать в химическом соединении 1,00797 ч. (ч. – часть) водорода, 35,453 ч. хлора, 7,9997 (15,9994:2) ч. кислорода, 8,9938 (26,9815:3) ч. алюминия либо их эквиваленты. При таком определении эквивалентную массу можно найти экспериментально.

Методы определения.

Первые опыты по определению эквивалентных масс провели Дж.Дальтон, Й.Берцелиус, Ж.Дюма, Ж.Стас и другие ученые, но основная заслуга принадлежит здесь Т.Ричардсу, который впервые выполнил тщательные измерения эквивалентных масс с высочайшей точностью. Нагревая чистый перхлорат калия KClO₃, превращали его в хлорид калия (KCl), при этом из 100 масс. ч. KClO₃образовывалось 60,835 масс. ч. KCl и 39,165 масс. ч. кислорода. Поскольку одна молекула KClO₃ содержит на 3 атома кислорода, т.е. на 47,998 масс. ч., больше, чем KCl, то эквивалентная масса хлорида равна 47,998Ч(60,835:39,165) = 74,555. Далее, известное количество чистого серебра превращали в нитрат серебра, который использовали для осаждения хлорида серебра из раствора при взаимодействии с чистым хлоридом калия. Было установлено, что для полного превращения 74,555 масс. ч., т.е. массового эквивалента хлорида калия KCl, в хлорид серебра, который содержит 35,453 масс. ч. хлора, требуется 107,87 масс. ч. серебра. Эквивалентная масса калия при этом равна 74,555 – 35,453 = 39,102. Аналогично, зная эквивалентную массу серебра и изучая реакции образования им соответствующих галогенидов, например бромида AgBr, можно рассчитать эквивалентную массу галогена (в частности, брома). С использованием эквивалентных масс хлора и брома были определены эквивалентные массы многих металлов. Для нахождения эквивалентной массы какого-либо металла (М) синтезируют его чистый хлорид или бромид MBr_x и осаждают галоген в виде галогенида серебра. Зная массы использованного MBr_x и полученного AgBr, эквивалентные массы серебра (107,87) и брома (79,999), несложно определить эквивалентную массу металла М, который соединяется с 79,999 масс. ч. брома.

Описанный метод используется для точных расчетов, а для приближенных оценок можно применять другие способы, основанные на измерении объема и расчете массы водорода, выделившегося при растворении металла в кислоте, на определении массы одного металла, вытесняемого известным количеством другого из раствора, на определении состава гидридов или оксидов непосредственно по реакции соединения или аналитическими методами. Эквивалентные массы позволяют не только устанавливать соотношения, в которых элементы соединяются или замещают друг друга, но и точно определять атомные массы.

Кратные эквивалентные массы.

Иногда два элемента соединяются друг с другом в разных соотношениях, образуя два (или более) разных соединения. Например, известны два оксида меди. В одном из них, оксиде меди(II), 31,8 ч. меди соединены с эквивалентной массой, т.е. с 7,9997 масс. ч., кислорода, тогда как в оксиде меди(I) эта же эквивалентная масса кислорода соединена с 63,6 масс. ч. меди. Соответственно эквивалентные массы меди равны 31,8 и 63,6, при этом последняя величина ровно в два раза больше первой, а значит, эквивалентные массы являются кратными величинами. Этот вывод согласуется с ранее высказанным утверждением, что элементы соединяются пропорционально их эквивалентным массам или величинам, кратным этим массам.

Электрохимический эквивалент.

При прохождении через электролит количества электричества 1 F (фарадей) = 96 500 Кл (1 Кл = 1 АЧс) выделяется один химический эквивалент (т.е. эквивалентная масса) любого вещества. Следовательно, масса, выделяемая при прохождении 1 Кл (кулон), равна 1 экв., деленному на 96 500. Эта величина, называемая электрохимическим эквивалентом данного элемента, лежит в основе еще одного метода экспериментального определения эквивалентных масс.

Эквивалентные массы соединений.

Понятие эквивалентной массы было распространено и на соединения; в этом случае эквивалентная масса определяется как масса вещества, кратная эквивалентной массе элемента, являющегося ключевым для данного соединения. Например, для кислот ключевым элементом является водород, образующий в растворе ионы водорода; таким образом, эквивалентная масса кислоты есть масса кислоты, кратная 1,00797 массовым частям водорода, способного образовывать ионы водорода, т.е. водорода, который может быть замещен. Другими словами, эквивалентная масса кислоты равна ее молярной массе, деленной на основность кислоты. Эквивалентная масса основания есть масса основания, которая реагирует с эквивалентной массой любой кислоты и, следовательно, является химическим эквивалентом этой массы. Иначе можно сказать, что эквивалентная масса основания равна его молярной массе, деленной на валентность металла, образующего основание. Для солей эквивалентная масса обычно кратна эквивалентной массе металла, образовавшего эту соль; она равна молярной массе соли, деленной на произведение валентности металла и числа его атомов в молекуле соли. Для эквивалентной массы окислителей и восстановителей можно дать несколько определений. С практической точки зрения наиболее удобно определение, согласно которому эквивалентная масса есть количество вещества, кратное 7,9997 ч. кислорода (или реагирующее с ними) либо его эквиваленту. Другое определение основано на том, что при восстановлении этого количества кислорода происходит перенос одного электрона. В этом случае эквивалентная масса окислителя или восстановителя есть масса, соответствующая массе вещества, принимающего или отдающего один электрон в окислительно-восстановительной реакции.

Эквивалент. Эквивалентная масса | Задачи 11

Определение объема водорода

Задача № 11.

Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 27,9 г/моль, вытесняет из кислоты 700 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.
Решение:

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Та как водород находится в газообразном состоянии, то, соответственно, его количество измеряется в объёмных единицах (мл, л, м³). Мольный объём любого газа при н.у. равен 22,4л. Отсюда эквивалентный объём водорода равен , молекула которого состоит из двух атомов, т. е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л/моль или 12000 мл/моль.

Тогда можно записать:

Отсюда:

Ответ: 1,74г.

Определение эквивалентной массы вещества

Задача № 12.

1,60г кальция и 2,61г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислить эквивалентную массу цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль.
Решение:

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Ответ: 32,6г/моль.

Определение отношения масс реагирующих веществ

Задача № 13.

Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молекулярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат?
Решение:

Формула сульфата имеет вид MeSO₄, а дигидроортофосфата – MeH₂PO₄. Таким образом, на образование сульфата затрачивается две эквивалентные массы щёлочи, а на образование дигидроортофосфата – одна эквивалентная масса щёлочи. Так как H₂SO₄ с двумя эквивалентными массами щёлочи, то её эквивалентная масса в реакции нейтрализации равна М/2 г/моль, а фосфорная кислота реагирует с одной эквивалентной массой щёлочи, то её эквивалентная масса равна М/1г/моль. Отсюда, отношение мас этих кислот, с учётом, что их молекулярные массы равны будет иметь вид:

mH₂SO₄ : mH₃PO₄ = ½M : 1M = 1 : 2

Это можно подтвердить уравнениями реакций нейтрализации этих кислот с гидроксидом натрия:

H₂SO₄ +2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O;

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ +H₂O.

Ответ: mH₂SO₄ : mH₃PO₄ = 1 : 2.

Задача № 14.

Медь образует два оксида. На определенное количество меди при образовании первого оксида пошло вдвое больше кислорода, чем при образовании второго. Каково отношение валентности меди в первом оксиде к ее валентности во втором?
Решение:

Согласно закону эквивалентов По условию задачи при образовании первого оксида ушло в два раза больше кислорода, чем при образовании второго, следовательно, эквивалентная масса меди в первом оксиде будет в два раза меньше, чем во втором. Валентность металла определяется из соотношения m_э =A/B, где m_э — эквивалентная масса металла; А – мольная масс металла; В – стехиометрическая валентность металла. Тогда B = A/m_э. Приняв, что А и m_э — постоянные величины, запишем соотношения валентностей для первого и второго оксидов:

Таким образом, валентность меди в первом оксиде равна II, а во втором – I.

Ответ: 2 : 1.

Определение значения эквивалентной массы вещества

Задача № 15

При взаимодействии ортофосфорной кислоты со щелочью образовалась соль Na₂HPO₄. Найти для этого случая значение эквивалентной массы ортофосфорной кислоты.
Решение:

Уравнение реакции имеет вид:

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O

Эквивалент (эквивалентная масса) кислоты равна мольной массе (М) делённой на число атомов водорода, замещённых в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию атомов водорода). Так как при взаимодействии ортофосфорной кислоты со щёлочью образовалась соль Na₂HPO₄, т. е. на натрий заместилось два атома водорода в кислоте H₃PO₄. Следовательно, эквивалентная масса ортофосфорной кислоты в реакции со щёлочью при образовании гидрофосфата натрия равна М/2 = М(h4PO4)/2 = 98/ 2 = 49г/моль.

Ответ: 49г/моль.

Задача № 16

На нейтрализацию 2,45г кислоты идет 2,00г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.
Решение:

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Эквивалентная масса гидроксида натрия равна М(NaOH)0/1 = 40г/моль.

Тогда

Ответ: 49г/моль.

Задача № 17

При взаимодействии 5,95г некоторого вещества с 2,75г хлороводорода получилось 4,40г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли.
Решение:

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Эквивалентная масса хлороводорода равна М(HCl) = 36,5/1 = 36,5г/моль.

Тогда

а) Находим эквивалентную массу вещества:

б) Находим эквивалентную массу соли:

Ответ: а) 58,4г/моль; б) 78,97 г/моль.

Определение эквивалентного объема водорода

Задача № 18.

0,376г алюминия при взаимодействии с кислотой вытеснили 0,468л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить эквивалентный объем водорода, зная, что эквивалентная масса алюминия равна 8,99 г/моль.
Решение:

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, соответственно, его количество измеряется в объёмных единицах (мл, л, м³). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Ответ: 11,2л/моль.

Эквивалентный вес воды в реакции нейтрализации двухосновной кислоты и трехкислого основания составляет: A.

$9$B. $18$С. $6$Д. $3$

Ответить

Проверено

209,7 тыс.+ просмотров

Подсказка: Чтобы ответить, мы должны знать, что такое эквивалентный вес. Сначала выберем двухосновную кислоту и трехкислотное основание, затем напишем реакцию нейтрализации. Затем, погружая молекулярную формулу с фактором валентности воды, мы определим эквивалентный вес.
\[{\text{эквивалентный вес}}\,{\text{ = }}\,\dfrac{{{\text{Молекулярный вес}}}}{{{\text{валанс}}\,{\text {фактор}}}}\]

Полное решение:
Формула для определения эквивалентного веса выглядит следующим образом:
\[{\text{эквивалентный вес}}\,{\text{ = }}\,\ dfrac{{{\text{Молекулярный вес}}}}{{{\text{valance}}\,{\text{фактор}}}}\]
Двухосновная кислота означает, что кислота может отдавать два протона, поэтому мы выберите очень известную серную кислоту, ${{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}$ .
Трикислотное основание означает, что основание может отдавать три иона гидроксида, поэтому мы выбираем гидроксид алюминия, ${\text{Al}}{\left( {{\text{OH}}} \right)_{\text{3 }}}$.
Теперь, реакция нейтрализации двухосновной серной кислоты, ${{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{4 }}}$ и трикислотный гидроксид алюминия, ${\text{Al}}{\left( {{\text{OH}}} \right)_{\text{3}}}$, выглядит следующим образом:
${ \text{3}}\,{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}\ , + \,2\,{\text{Al}}{\left({{\text{OH}}} \right)_{\text{3}}}\, \to {\text{A}} {{\text{l}}_2}{\left( {{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}} \right)_{\text{3} }}\, + \,6{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}$ 9- }$ионы. Степень окисления протона или гидроксид-иона равна единице, поэтому коэффициент валентности воды равен единице.
Коэффициент валентности воды равен $1$, а молекулярная масса воды равна $18$.
Таким образом, при замене $1$ на фактор валентности и $18$ на молекулярную массу в формуле эквивалентного веса,
\[{\text{эквивалентный вес}}\,{\text{ = }}\,\dfrac{{{\text {18}}}}{{\text{1}}}\]
\[{\text{эквивалентный вес}}\,{\text{ = }}\,18\]
Итак, эквивалентный вес воды в реакции нейтрализации \[18\].
Следовательно, правильный ответ (В).

Примечание: Молекулярная масса представляет собой произведение эквивалентной массы и балансового коэффициента. Молекулярная масса определяется путем добавления атомной массы каждого составляющего атома. Фактор валентности также известен как n-фактор. Коэффициент валентности — это количество электронов, полученных или потерянных видом, или степень окисления или заряд вида. В случае кислоты фактор валентности определяется как количество протонов, отдаваемых видом.

Недавно обновленные страницы

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть организованы 12 класса химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал Химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 Химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим радиусом атомов Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций класса 12 по химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверков класс 12 по химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть отнесены к классу 12 по химии JEE_Main

Что из нижеперечисленного имеет самый высокий электродный потенциал Химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 Химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды A Химический класс кальция 12 JEE_Main

Тенденции сомнения

Расчет эквивалентной массы — MEL Chemistry

[Депозитные фотографии]

Эквивалент вещества, также известный как эквивалентное количество вещества, относится к количеству вещества, которое взаимодействует с одним молем ионов водорода (в кислотно-основной реакции) или электронов (в окислительно-восстановительной реакции). Эквивалентные массы необходимы для обеспечения правильных расчетов химических реакций между веществами. Используя эквиваленты, мы можем получить правильное значение без длинных формул реакции, потому что нам нужно только знать, что химические вещества взаимодействуют, или что вещество является продуктом химической реакции.

[Депозитные фотографии]

Для начала поговорим о том, что такое эквивалент вещества. Согласно классическому определению, эквивалентом вещества является условная или реальная частица, которая может быть эквивалентна какому-либо катиону водорода в ионообменных и кислотно-основных реакциях, либо электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Любое вещество имеет несколько определяющих характеристик,
и его эквивалентная масса, обозначенная как M экв., является одной из самых важных из всех. Молярную массу вещества легко определить: просто сложите молярные массы атомов в химической формуле вещества.

Молярная масса вещества — это лишь один из нескольких параметров, необходимых для правильного расчета эквивалентности.

Некоторые рекомендации по нахождению эквивалента вещества

Формула для определения эквивалентной массы вещества зависит от класса рассматриваемого соединения. Легко найти эквивалентную массу для оксидов, например: разделить молярную массу соединения на валентность некислородного элемента, умноженную на число его атомов. Давайте посмотрим на эквивалентную массу оксида золота(III) по формуле Au₂O₃.

[Депозитные фотографии]

Путем несложных вычислений получаем:

(197×2+16×3)/3×2= 73,7 г/моль.

Чтобы рассчитать эквивалентную массу основания, просто разделите молярную массу основания на количество гидроксильных групп. Возьмем, к примеру, гидроксид кальция Ca(OH)₂. Несколько простых расчетов дают эквивалент 37 г/моль.

Чтобы найти эквивалент кислоты, разделите молярную массу кислоты на число протонов. Вот простой пример с использованием серной кислоты:

(1×2+32×1+16×4)/2 = 49 г/моль.

[Депозитные фотографии]

Найти эквивалент соли также просто: умножьте количество атомов металла на их степень окисления, затем разделите на результат его молярную массу. Нажмите здесь, чтобы узнать о некоторых безопасных химических экспериментах, которые глубже раскрывают этот вопрос.

Этот эксперимент весьма интересен и может быть использован для демонстрации того, как вычислить эквивалентную массу вещества. Но выполнять его нужно с особой осторожностью: перед выполнением любого эксперимента всегда читайте необходимую научную литературу и методики проведения экспериментов.

Внимание! Не пытайтесь проводить этот эксперимент без профессионального наблюдения!

Вам понадобится:

пробирка;

бюретка

;
воронка;
пробки;
трубы;

калькулятор

;
Периодическая таблица;
соляная кислота;
цинковые пластины;
барометр;
термометр;
перчатки;

химический респиратор

;
защитные очки.

Помните, что этот раствор нельзя приготовить дома. Соляная кислота опасна: при попадании на кожу она вызывает сильные ожоги. Наденьте перчатки при проведении эксперимента. Также используйте химический респиратор и защитные очки, так как пары соляной кислоты вредны для органов дыхания и глаз.

[Депозитные фотографии]

Если какая-либо кислота случайно попала на кожу, промойте пораженный участок проточной водой и используйте пищевую соду, чтобы нейтрализовать кислоту.

Этот метод основан на измерении объема водорода, выделившегося в результате реакции между металлом и кислотой.
Эквивалент цинка определяют с помощью бюретки, соединенной трубкой с воронкой и пробиркой. Аппарат функционирует как система сообщающихся сосудов.

Наполните бюретку водой. С помощью пипетки перенесите несколько миллилитров соляной кислоты на дно пробирки.